高溫型、低溫型電解質(zhì)的發(fā)展思路

1.高溫型

目前最廣泛商業(yè)化的電解質(zhì)體系是氯代碳酸乙烯酯溶液。該體系中的溶質(zhì)LiPF6在75℃時會分解，對水敏感，容易對集流體、SEI膜和電極活性材料產(chǎn)生HF腐蝕，使電池性能迅速下降。溶劑沸點(diǎn)和閃點(diǎn)低，容易燃燒或爆炸，造成安全問題。針對現(xiàn)有電解質(zhì)體系的不足，人們從溶質(zhì)和溶劑入手，開發(fā)出熱穩(wěn)定性高的電解質(zhì)鹽和阻燃溶劑體系，以在保持鋰離子電池常溫性能的前提下，提高高溫穩(wěn)定性，解決高溫安全問題，拓寬鋰離子電池氯代碳酸乙烯酯的應(yīng)用范圍。

開發(fā)具有高熱穩(wěn)定性和阻燃性溶劑的電解質(zhì)鹽，可以提高電解質(zhì)的高溫性能，對鋰離子電池的大規(guī)模和實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。

電解質(zhì)鹽方面，通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)合或官能團(tuán)的修飾，可以有效克服自己現(xiàn)有鋰鹽的不足，開發(fā)出學(xué)生綜合經(jīng)濟(jì)性能好的高熱穩(wěn)定性以及電解質(zhì)鹽。

氯代碳酸乙烯酯廠家在溶劑系統(tǒng)方面，完全不燃的砜類等有機(jī)溶劑體系以及通過離子液體由于工作黏度、電導(dǎo)率、價格及與電極的兼容性問題，盡管與電解液共混可以組成部分企業(yè)改善以上這些缺點(diǎn)，但是離實(shí)用化還有一個較長的距離。

2.低溫型

商用電解液在低溫下很容易凝固，并且具有高阻抗，這限制了鋰離子電池的進(jìn)一步使用。鋰離子電池的低溫性能受到陽極和陰極中鋰離子的速度、電解液中鋰離子的速度、電解液/電極界面膜的阻抗和電荷轉(zhuǎn)移速率的影響。

電解液不僅決定電解液的離子遷移速率，還影響電極表面SEI膜的形成。因此，通過優(yōu)化適合鋰離子電池低溫性能的電解液，可以提高電解液的離子電導(dǎo)率和電極表面SEI膜的穩(wěn)定性。

離子電導(dǎo)率低、電荷轉(zhuǎn)移阻抗高、薄膜阻抗小是鋰離子電池低溫性能差的主要原因。

因此，鋰離子電池電解液中鋰鹽的研究重點(diǎn)是選擇一種電荷轉(zhuǎn)移阻抗低、溫度范圍寬的新型體系鋰鹽。對于低溫電解質(zhì)溶劑，應(yīng)選擇高介電常數(shù)的EC溶劑和低熔點(diǎn)的PC溶劑的混合體系。氯代碳酸乙烯酯通過添加少量的EC，可以有效緩解PC與石墨陽極相容性差的問題。

對于一個低溫環(huán)境功能食品添加劑，應(yīng)充分發(fā)展結(jié)合中國傳統(tǒng)添加劑與新型添加劑的聯(lián)用，少量的傳統(tǒng)文化有機(jī)化學(xué)添加劑 PS 可改善低溫溶劑 PC 成膜性差的問題。